CN114019264A - 一种变压器抗短路能力综合评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变压器抗短路能力综合评估方法，包括：步骤1，对影响变压器抗短路能力的各种参数进行归集；步骤2，建立基于数学模型的分析平台，导入标准数据；步骤3，比较侦测数据和标准数据；步骤4，通过查询各运行单元下变压器出厂参数数据合并得到所需数据，步骤5，对抗短路能力进行计算，步骤6，根据步骤5计算得出的结果，作初步判断，步骤7，通过状态评估，将计算的短路电流限值作为观测数据，步骤8，依据评估状态及变压器的实际运行情况，现场人员决定是否发出预警，步骤9，进入预警处理流程。使电网设备由传统的计划检修维修方式转变为更科学的状态化检修方式，提高了电网设备安全运行的稳定性，减少了因事故造成的损失。

Description

一种变压器抗短路能力综合评估方法

技术领域

本申请涉及变压器检测技术领域，尤其涉及一种变压器抗短路能力综合评估方法。

背景技术

变压器在突然短路时，在绕组中会产生很大的短路力，所以变压器的抗短路能力尤为重要。若变压器设计或工艺措施不完善，抗短路能力不够，轻则损坏绕组绝缘和结构件，影响变压器绝缘性能，重则使绕组松散、扭转、变形、折断或因绝缘损坏而造成匝间短路。大型电力变压器在***运行过程中，如果发生短路损坏，就会引起大面积停电，其检修期也要半年以上，造成的损失很大。近几年来对全国110kV及以上电压等级电力变压器事故的统计分析表明，由于抗短路能力不足而引发的事故已成为变压器事故的首要原因，严重影响到变压器的安全可靠运行。在运变压器的短路能力评价中，短路损坏已成为引起变压器事故的主要原因，为了减小变压器短路损坏造成的损失，必须预防和减少故障发生，对在运变压器的抗短路能力进行综合评价。

发明内容

为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：

本说明书实施例提供的一种变压器抗短路能力综合评估方法，包括：

根据影响压器抗短路能力的参数以及各参数之间的关系建立数学模型；

建立基于数学模型的分析平台，并在所述分析平台中导入标准数据，所述标准数据包括：变压器出厂参数和变压器运行参数；

获取待测变压器的侦测数据，并判断所述侦测数据与所述标准数据是否相符；

若所述侦测数据与所述标准数据不相符，计算所述待测变压器的抗短路能力数据；

基于所述抗短路能力数据判断所述待测变压器的状态是否异常；

若所述待测变压器的状态发生异常，对所述待测变压器的异常状态进行评估，基于评估结果判断是否需要预警。

可选的，根据影响压器抗短路能力的参数以及各参数之间的关系建立数学模型，具体包括：

对影响变压器抗短路能力的各种参数进行归集，根据受短路冲击时的特性状态量，归纳出变压器抗短路能力的数据，并整理各数据之间的关系，建立数学模型。

可选的，所述变压器出厂参数包括：变压器的运行参数、变电所的名称、变电所的电压等级、运行编号、电压等级、电压等级、电压等级、是否在运，额定容量，绕组类型，变压器类型，联结方式，是否有自耦变压器，电压等级，变压器的出厂电压等级和短路电流限值。

可选的，所述变压器运行参数包括运行单位、变电站名称、运行编号、中性点接地方式、母线编号、并联母线编号、单相短路电流、三相短路电流和限流电抗器阻值。

可选的，计算所述待测变压器的抗短路能力数据，具体包括：

通过查询各运行单元下变压器出厂参数数据、变压器运行参数数据、变压器母线重新编号、与母线号合并得到所需数据；

根据所需数据计算所述待测变压器的短路电流限值。

可选的，所述待测变压器的短路电流限值通过以下公式计算：

I＝(100/Ukt％+Uks％)*In；

其中，I表示待测变压器的短路电流限值，Ukt％表示变压器短路阻抗百分比，In为绕组额定电流；Uks表示***短路阻抗百分比。

可选的，Uks＝(变压器容量/(短路电流****额定电压)*标称***电压) *100％。

可选的，若待测变压器中某一侧中的数据大于出厂时的任意侧的数据，则判定为异常。

可选的，对所述待测变压器的异常状态进行评估，具体包括：

确定所述待测变压器高压侧、中压侧、低压侧三相短路绕组电流高压、低压以及单相绕组电流高压、低压的数值，计算得到短路电流限值，并将计算的短路电流限值作为观测数据；

判断厂家提供的短路电流限值是否大于所述观测数据。

可选的，基于评估结果判断是否需要预警，具体包括：

当厂家提供的短路电流限值大于所述观测数据时，进入预警处理流程，提出治理措施。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本发明通过对变压器可能遭受短路冲击的影响因素，收集、归纳、整理和研究了影响变压器抗短路能力的参数，建立了以变压器抗短路能力核算、评估与治理为核心的***，通过对变压器出厂参数、变压器运行参数等数据的实时访问，制定了核算、评估、治理的规范操作方法，将电网设备从传统的计划检修维护方式转变为更科学的状态检修方式，通过对变压器出厂参数、变压器运行参数等数据进行分析、整理和研究，将电网设备从传统的计划检修维护方式转变为更加科学、更加稳定、更加稳定的电网设备运行。本发明能够加强故障处理能力，降低部门协作的复杂性，提高工作效率，不断优化治理措施，改进评估治理模式，具有较好的推广应用价值。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本说明书实施例提供的一种变压器抗短路能力综合评估方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有的变压器抗短路能力综合评估方法存在一些缺陷：一、评估方法大多数是从变压器的材质、结构等自身特性进行分析研究，缺乏对连接方式、使用环境的研究；二、对于计算校核后的结果，采取防御决策的方法并不多，理论研究与实际差别较大。

本发明提供一种变压器抗短路能力综合评估方法，包括：步骤1，对影响变压器抗短路能力的各种参数进行归集；步骤2，建立基于数学模型的分析平台，导入标准数据；步骤3，比较侦测数据和标准数据；步骤4，通过查询各运行单元下变压器出厂参数数据合并得到所需数据，步骤5，对抗短路能力进行计算，步骤6，根据步骤5计算得出的结果，作初步判断，步骤7，通过状态评估，将计算的短路电流限值作为观测数据，步骤8，依据评估状态及变压器的实际运行情况，现场人员决定是否发出预警，步骤9，进入预警处理流程。使电网设备由传统的计划检修维修方式转变为更科学的状态化检修方式，提高了电网设备安全运行的稳定性，减少了因事故造成的损失。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为本说明书实施例提供的一种变压器抗短路能力综合评估方法的流程示意图。从程序角度而言，流程的执行主体可以为搭载于应用服务器的程序或应用客户端。

如图1所示，该流程可以包括以下步骤：

步骤110：根据影响压器抗短路能力的参数以及各参数之间的关系建立数学模型；

步骤120：建立基于数学模型的分析平台，并在所述分析平台中导入标准数据，所述标准数据包括：变压器出厂参数和变压器运行参数；

步骤130：获取待测变压器的侦测数据，并判断所述侦测数据与所述标准数据是否相符；

步骤140：若所述侦测数据与所述标准数据不相符，计算所述待测变压器的抗短路能力数据；

步骤150：基于所述抗短路能力数据判断所述待测变压器的状态是否异常；

步骤160：若所述待测变压器的状态发生异常，对所述待测变压器的异常状态进行评估，基于评估结果判断是否需要预警。

可选的，根据影响压器抗短路能力的参数以及各参数之间的关系建立数学模型，具体可以包括：

对影响变压器抗短路能力的各种参数进行归集，根据受短路冲击时的特性状态量，归纳出变压器抗短路能力的数据，并整理各数据之间的关系，建立数学模型。

可选的，所述变压器出厂参数可以包括：变压器的运行参数、变电所的名称、变电所的电压等级、运行编号、电压等级、电压等级、电压等级、是否在运，额定容量，绕组类型，变压器类型，联结方式，是否有自耦变压器，电压等级，变压器的出厂电压等级和短路电流限值。

可选的，所述变压器运行参数可以包括运行单位、变电站名称、运行编号、中性点接地方式、母线编号、并联母线编号、单相短路电流、三相短路电流和限流电抗器阻值。

可选的，计算所述待测变压器的抗短路能力数据，具体可以包括：

通过查询各运行单元下变压器出厂参数数据、变压器运行参数数据、变压器母线重新编号、与母线号合并得到所需数据；

根据所需数据计算所述待测变压器的短路电流限值。

可选的，所述待测变压器的短路电流限值可以通过以下公式计算：

I＝(100/Ukt％+Uks％)*In；

其中，I表示待测变压器的短路电流限值，Ukt％表示变压器短路阻抗百分比，In为绕组额定电流；Uks表示***短路阻抗百分比。

可选的，Uks＝(变压器容量/(短路电流****额定电压)*标称***电压) *100％。

可选的，若待测变压器中某一侧中的数据大于出厂时的任意侧的数据，则判定为异常。

可选的，对所述待测变压器的异常状态进行评估，具体可以包括：

确定所述待测变压器高压侧、中压侧、低压侧三相短路绕组电流高压、低压以及单相绕组电流高压、低压的数值，计算得到短路电流限值，并将计算的短路电流限值作为观测数据；

判断厂家提供的短路电流限值是否大于所述观测数据。

可选的，基于评估结果判断是否需要预警，具体包括：

当厂家提供的短路电流限值大于所述观测数据时，进入预警处理流程，提出治理措施。

基于图1的方法，本说明书实施例还提供了该方法的一些具体实施方式，下面进行说明。

实施例一

该实施例一提供一种变压器抗短路能力综合评估方法，包括以下步骤：

步骤1：对影响变压器抗短路能力的各种参数进行归集，根据受短路冲击时的特性状态量，归纳出变压器抗短路能力的数据，并整理各数据之间的关系，据此建立数学模型；

步骤2：建立基于数学模型的分析平台，导入标准数据，标准数据包括：变压器出厂参数和变压器运行参数，变压器出厂参数包括：变压器的运行参数、变电所的名称、变电所的电压等级、运行编号、电压等级、电压等级、电压等级、是否在运，额定容量，绕组类型，变压器类型，联结方式，是否有自耦变压器，电压等级，变压器的出厂电压等级，短路电流限值；

变压器运行参数包括运行单位、变电站名称、运行编号、中性点接地方式、母线编号、并联母线编号、单相短路电流、三相短路电流、限流电抗器阻值；

步骤3；比较侦测数据和标准数据，以查看数据是否有变化，如果有变化进入步骤4，如果没有变化，则检查是否有新的故障记录，如果没有，则进入步骤4，如果没有，重新进行数据比较

步骤4：通过查询各运行单元下变压器出厂参数数据、变压器运行参数数据、变压器母线重新编号、与母线号合并得到所需数据；

步骤5：对抗短路能力进行计算；

步骤6：根据步骤5计算得出的结果，作初步判断，若目前变压器某一侧中的数据大于出厂时的任意侧的数据，则判定为异常，用红色字体标记异常，如未正常则返回步骤2；如果异常则进入步骤7；

步骤7：通过状态评估，确定了高压侧、中压侧、低压侧三相短路绕组电流高压、低压以及单相绕组电流高压、低压的数值，并将计算的短路电流限值作为观测数据，与厂家提供的短路电流限值建立对应关系，如果结果中短路电流限值大于实际值，则要预警。；

步骤8：依据评估状态及变压器的实际运行情况，现场人员决定是否发出预警，如有必要，则进入第9步，如无必要则结束过程；

步骤9：进入预警处理流程，措施流程完成后进入处理程序。

在上述方案中，根据试验数据和历史累积数据建模、计算单、多次短路冲击对设备可靠性的影响，结合厂家提供的限值计算变压器当前可承受短路电流的能力。

一个优选方案中，步骤5中，抗短路能力的计算主要是计算变压器短路电流的限值，根据双绕组三相变压器的对称电流计算变压器短路电流的计算公式：

公式中，对称短路电流I为：

L为变压器短路电流；Zs为高压***阻抗，Zt为变压器阻抗，k为计算试验电流初始偏移的系数，而以考虑了正弦波峰值对方均根值之比，系数

与X/R有关，其中；

X为变压器的电抗与***电抗之和；R为变压器电阻与***电阻之和和 (Rt+Rs)，以Q表示，其中Rt为参考温度下的电阻；

根据以上公式推导出变压器短路电流限值公式：

I＝(100/Ukt％+Uks％)*In；

公式中，Ukt％为短路阻抗值，In为绕组额定电流；

其中，Uks按(变压器容量/(短路电流****额定电压)*标称***电压) *100％，得出I最终为变压器短路电流限值。

在上述方案中，计算变压器能承受的短路电流的大小，因此用母线电流计算阻抗和其它变压器参数数据，根据这个值得到变压器在不同情况下的短路电流能力，分析不同情况下的处理措施。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种变压器抗短路能力综合评估方法，其特征在于，包括：

根据影响压器抗短路能力的参数以及各参数之间的关系建立数学模型；

建立基于数学模型的分析平台，并在所述分析平台中导入标准数据，所述标准数据包括：变压器出厂参数和变压器运行参数；

获取待测变压器的侦测数据，并判断所述侦测数据与所述标准数据是否相符；

若所述侦测数据与所述标准数据不相符，计算所述待测变压器的抗短路能力数据；

基于所述抗短路能力数据判断所述待测变压器的状态是否异常；

若所述待测变压器的状态发生异常，对所述待测变压器的异常状态进行评估，基于评估结果判断是否需要预警。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据影响压器抗短路能力的参数以及各参数之间的关系建立数学模型，具体包括：

对影响变压器抗短路能力的各种参数进行归集，根据受短路冲击时的特性状态量，归纳出变压器抗短路能力的数据，并整理各数据之间的关系，建立数学模型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变压器出厂参数包括：变压器的运行参数、变电所的名称、变电所的电压等级、运行编号、电压等级、电压等级、电压等级、是否在运，额定容量，绕组类型，变压器类型，联结方式，是否有自耦变压器，电压等级，变压器的出厂电压等级和短路电流限值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变压器运行参数包括运行单位、变电站名称、运行编号、中性点接地方式、母线编号、并联母线编号、单相短路电流、三相短路电流和限流电抗器阻值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述待测变压器的抗短路能力数据，具体包括：

通过查询各运行单元下变压器出厂参数数据、变压器运行参数数据、变压器母线重新编号、与母线号合并得到所需数据；

根据所需数据计算所述待测变压器的短路电流限值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述待测变压器的短路电流限值通过以下公式计算：

I＝(100/Ukt％+Uks％)*In；

其中，I表示待测变压器的短路电流限值，Ukt％表示变压器短路阻抗百分比，In为绕组额定电流；Uks表示***短路阻抗百分比。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，Uks＝(变压器容量/(短路电流****额定电压)*标称***电压)*100％。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若待测变压器中某一侧中的数据大于出厂时的任意侧的数据，则判定为异常。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述待测变压器的异常状态进行评估，具体包括：

确定所述待测变压器高压侧、中压侧、低压侧三相短路绕组电流高压、低压以及单相绕组电流高压、低压的数值，计算得到短路电流限值，并将计算的短路电流限值作为观测数据；

判断厂家提供的短路电流限值是否大于所述观测数据。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，基于评估结果判断是否需要预警，具体包括：

当厂家提供的短路电流限值大于所述观测数据时，进入预警处理流程，提出治理措施。

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